(57)【要約】  本発明は、対象者の精神生理的反応性又は無反応性を評定することに関する。対象者の精神生理的反応を評定する装置１０が提供される。この装置は、第１及び第２の電極２１、２２を介して対象者の皮膚１００に電気的刺激を与える刺激ユニット１１と、電気的刺激に応答して、第１の電極と第２の電極との間のインピーダンスを示すインピーダンス信号１５を取得する感知ユニット１２と、電気的刺激に応答して取得されたインピーダンス信号に基づいて電気２重層を識別し、識別された電気２重層に基づいて、対象者が精神生理的反応状態にあることを判定するように適合された分析ユニット１３とを備える。電気的刺激に応答して取得されたインピーダンス信号に基づいて電気２重層が存在するのか又はしないのかを識別することは、対象者が精神生理的反応状態にあるのか又は無反応状態にあるのかを示す信頼性の高い指標の役目を果たしうることが分かった。さらに、対応する方法、コンピュータ・プログラム及びシステム１が提供される。
2019527097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象者の精神生理的反応性を評定する装置であって、前記装置は、
第１及び第２の電極を介して前記対象者の皮膚に電気的刺激を与える刺激ユニットと、
前記電気的刺激に応答して、前記第１の電極と前記第２の電極との間のインピーダンスを示すインピーダンス信号を取得する感知ユニットと、
前記電気的刺激に応答して取得された前記インピーダンス信号に基づいて電気２重層を識別し、識別された前記電気２重層に基づいて、前記対象者が精神生理的反応状態にあるのか又は無反応状態にあるのかを判定する分析ユニットと
を備える、装置。
【請求項２】
前記分析ユニットが、精神生理的反応状態と精神生理的無反応状態とを弁別し、電気２重層が存在しないことは、前記対象者が精神生理的無反応状態にあることを示す、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記分析ユニットが、精神生理的反応状態と精神生理的無反応状態とを弁別し、電気２重層が存在することは、前記対象者が精神生理的反応状態にあることを示す、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記分析ユニットが、前記電気的刺激に応答して取得された前記インピーダンス信号に基づいて、前記電気２重層を示す電圧障壁を評価することによって、前記電気２重層を識別する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記分析ユニットが、前記インピーダンス信号の過渡挙動に基づいて前記電気２重層を識別する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記分析ユニットが、１ミリ秒から５秒、好ましくは１０ミリ秒から２秒の間、好ましくは２０ミリ秒から５００ミリ秒の間の時間スケールの過渡挙動に基づいて、前記対象者が前記精神生理的反応状態にあると判定する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記刺激ユニットが、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加する電圧源、並びに／又は前記第１の電極及び前記第２の電極に電流を流す電流源を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記刺激ユニットが、第１の電圧から第２の電圧までの階段関数又は第１の電流から第２の電流までの階段関数を含む電気的刺激を与える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記刺激ユニットが、電圧及び／又は電流プロファイルを与える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記刺激ユニットがＡＣ電気励振を与える、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記感知ユニットが、前記第１の電極と前記第２の電極との間の時間変動する電流及び／又は電圧を取得する、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記精神生理的反応状態又は無反応状態を示す情報を前記対象者に提供する出力ユニットであり、特に、精神生理的無反応状態をどのように解決するのかについてのアドバイスを提供する出力ユニットをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
対象者の精神生理的反応性を評定するシステムであって、前記システムは、
前記対象者の皮膚に接触させる第１の電極及び第２の電極と、
前記対象者の前記精神生理的反応性を評定する請求項１に記載の装置と
を備える、システム。
【請求項１４】
対象者の精神生理的反応性を評定する方法であって、前記方法は、
第１及び第２の電極を介して前記対象者の皮膚に電気的刺激を与えるステップと、
前記電気的刺激に応答して、前記第１の電極と前記第２の電極との間のインピーダンスを示すインピーダンス信号を取得するステップと、
前記電気的刺激に応答して取得された前記インピーダンス信号に基づいて電気２重層を識別し、識別された前記電気２重層に基づいて、前記対象者が精神生理的反応状態にあるのか又は無反応状態にあるのかを判定するステップと
を有する、方法。
【請求項１５】
プログラム・コード手段を含むコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータ・プログラムがコンピュータ上で実行されたときに、前記プログラム・コード手段が、
第１及び第２の電極を介して対象者の皮膚に与えられた電気的刺激に応答して、前記第１の電極と前記第２の電極との間のインピーダンスを示すインピーダンス信号を獲得するステップと、
前記電気的刺激に応答して取得された前記インピーダンス信号に基づいて電気２重層を識別し、識別された前記電気２重層に基づいて、前記対象者が精神生理的反応状態にあるのか又は無反応状態にあるのかを判定するステップと
を前記コンピュータに実行させる、コンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象者の精神生理的反応性を、特に皮膚コンダクタンスを測定することによって評定することに関する。対応する装置、方法及びシステム並びに対応するコンピュータ・プログラムが提供される。
【背景技術】
【０００２】
皮膚コンダクタンスの感知を使用して、精神生理的な反応を検出することができる。情動は、自律神経系の交感神経部分を介して汗腺を活性化させうる。情動的反応を引き起こす誘因は、皮膚のコンダクタンスのピークを出現させうる。このようなピークは一般的に皮膚コンダクタンス反応（ｓｋｉｎ  ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ：ＳＣＲ）と呼ばれている。したがって、皮膚コンダクタンス反応が存在しないことは一般に、情動によって引き起こされた反応が存在しないことを表している。したがって、このような反応のない期間、人は、リラックスした状態にあると考えることができる。
【０００３】
米国特許出願公開第２０１４／０１５５７２４Ａ１号明細書は、信頼性の高い皮膚コンダクタンス測定のための良好な電極−皮膚接触を保証する有利な装着可能装置を開示している。一実施形態では、この装置が、ユーザの皮膚と接触する少なくとも２つの皮膚コンダクタンス電極と、皮膚コンダクタンス電極を取り囲む弾性材料部分、特に皮膚コンダクタンス電極を外周に沿って囲う弾性材料部分とを備える。装着可能装置がユーザによって装着されたときに皮膚と電極との間に流体膜が形成されうるように、この囲っている部分は、気体及び液体物質に対して不透過性の弾性材料でできていることが好ましい。このことは、精神生理的発汗に最適な条件を提供する微気候（ｍｉｃｒｏｃｌｉｍａｔｅ）の形成を促進する。
【０００４】
米国特許出願公開第２０１４／０２７５８４５Ａ１号明細書は、指に装着する生理センサを開示している。この生理センサはセンサ本体を有し、センサ本体は、センサ本体の表面から突き出た一段高くなった第１及び第２の隆起部を含み、これらの隆起部は、例えば隆起部間に横方向の空隙を画定するために、縦方向に間隔を置いて配置されている。これらの隆起部はそれぞれ、１本の指の掌側の表面と当接する電極を保持している。このセンサは、皮膚コンダクタンス感知装置を含む。センサ本体内にはプロセッサが収容されており、このプロセッサは電極及び感知装置と通信して、電気励振をそれらに与え、生理測定値を処理する。この開示の目的は、皮膚の表面の隣接する電極間に汗が蓄積したときに生じる皮膚コンダクタンス汗架橋であって、電極を励振するために使用される電流が、汗によって形成された水分経路に沿って電極間を直接に移動することができ、したがって皮膚を通して流れなくなるような態様の皮膚コンダクタンス汗架橋が生じる恐れを低減させることにある。
【０００５】
米国特許出願公開第２０１４／０２７５８４５Ａ１号明細書はさらに、ＤＣ励振を長期にわたって与えると、電極分極が生じうることを開示している。電極分極が生じると、電極が電池のように電荷を蓄え、電流の流れを妨害し、したがって見かけの皮膚コンダクタンスを低減させ、皮膚コンダクタンスの読みを歪める。この効果を抑えるために、ＡＣ方形波発生器を使用して、比較的に低周波の励振を与えることが提案されている。ＡＣ方形波発生器は、電極及び感知装置にＡＣ方形波パルスを与えることができる。その結果得られる皮膚コンダクタンス測定値は、ＡＣ方形波パルスの両端の電圧差から決定される。ＡＣ方形波パルスの両端で測定する理由は、かなりの容量性成分を皮膚が有することが知られているためである。このことは、印加電圧のステップの後、定常状態ＤＣ電流がすぐには確立されず、その代わりに、皮膚静電容量が変化するにつれて、電流が、初期のより高いレベルから降下することを意味する。この望ましくない効果を回避するため、米国特許出願公開第２０１４／０２７５８４５Ａ１号明細書は、次の電圧反転の直前など、最大量の整定時間（ｓｅｔｔｌｉｎｇ  ｔｉｍｅ）が経過した後に、ＡＣ励振に対する結果として生じる反応をサンプリングすることを教示している。
【０００６】
米国特許出願公開第２０１３／０３３８４７０Ａ１号明細書は、ユーザの皮膚と接触する乾式皮膚コンダクタンス電極に関する。ユーザに対する問題を引き起こさず、それでもなお良好な信号レベルを提供する長期測定用の乾式皮膚コンダクタンス電極を提供するため、この電極は、水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム及びベリリウムからなるグループから選択された少なくとも１種のドーパントでドープされた貴金属でできた材料を含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、特に乾式電極を使用するときに、信頼性が向上した皮膚コンダクタンス測定を支援し、且つ／又はそのような測定を可能にする装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様では、対象者の精神生理的反応性を評定する装置が提供される。この装置は、
−  第１及び第２の電極を介して対象者の皮膚に電気的刺激を与える刺激ユニットと、
−  前記電気的刺激に応答して、第１の電極と第２の電極との間のインピーダンスを示すインピーダンス信号を取得する感知ユニットと、
−  電気的刺激に応答して取得されたインピーダンス信号に基づいて電気２重層を識別し、識別された電気２重層に基づいて、対象者が精神生理的反応状態にあるのか又は無反応状態にあるのかを判定するように適合された分析ユニットと
を備える。
【０００９】
本発明の他の態様では、対象者の精神生理的反応性を評定するシステムが提供される。このシステムは、
−  対象者の皮膚に接触させる第１の電極及び第２の電極と、
−  対象者の精神生理的反応性を評定する上述の装置と
を備える。
【００１０】
本発明の他の態様では、コンピュータ・プログラムがプログラム・コード手段を含み、このプログラム・コード手段は、前記コンピュータ・プログラムがコンピュータ上で実行されたときに、第１及び第２の電極を介して対象者の皮膚に与えられた電気的刺激に応答して、第１の電極と第２の電極との間のインピーダンスを示すインピーダンス信号を獲得するステップと、前記インピーダンス信号の過渡挙動に基づいて、対象者が精神生理的反応状態にあるのか又は無反応状態にあるのかを判定するステップとをコンピュータに実行させる。
【００１１】
本発明の他の態様では、上述の装置に対応する方法、並びにコンピュータ・プログラム製品を記憶した非一時的コンピュータ可読記録媒体が提供される。このコンピュータ・プログラム製品は、プロセッサによって実行されたときに、上記コンピュータ・プログラムのための上に開示されたステップが実行されるようにする。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に定義されている。特許請求項の範囲に記載された方法、システム、コンピュータ・プログラム及び媒体は、特許請求項の範囲に記載されたシステム、特に従属請求項に定義されたシステム及び本明細書に開示されたシステムと同様の及び／又は同一の好ましい実施形態を有することができることを理解すべきである。
【００１３】
皮膚コンダクタンス・センサ・データの信頼できるロバストな解釈は、人の精神衛生及び／又はストレス・パターンに関する重要な情報をもたらすことができる。本発明は、皮膚コンダクタンス測定用の２つの電極間の電気経路上に電気２重層が存在するのか又はしないのかを評価して、対象者が精神生理的反応状態にあるのか又は精神生理的無反応状態にあるのかを検証するという発想に基づく。したがって、電気２重層を識別すること、及びそれによって精神生理的反応状態を識別することは、電気２重層が存在するのか及び／若しくはしないのかを判定すること、又は電気２重層が存在すること及び／若しくはしないことを検出することを指す。電気２重層は、評価することができる電圧障壁又は阻止電圧を生じさせる。それに加えて又はその代わりに、電気２重層を、電気的刺激に応答して取得されたインピーダンスの過渡挙動に影響を与える容量性寄与と見ることもできる。皮膚コンダクタンス・データに過渡状態が存在することは、塩を含む液体（以後、塩液）、すなわち汗が導電性経路上に存在することを表しうる。この場合には、対象者を、精神生理的反応状態にあると分類することができる。このようにすると精神生理的な発汗を評価することができる。過渡状態は、電極の近くの空間電荷を減らすことによる電圧の変化に応答して汗の中のイオンが（ゆっくりと）拡散することによって生じる。しかしながら、過渡状態が存在しない場合、この効果は生じず、この効果を、角質層を主に通る導電性経路に帰することができる。この場合には、その人を、精神生理的無反応状態にあると分類することができる。これに対応して、阻止電圧の存在は、イオン２重層とも呼ばれる電気２重層が形成されたことを示す。電気２重層は、イオンを含む塩液が導電性経路上に存在することを示す指標の役目を果たすことができる。この場合には、対象者を、精神生理的反応状態にあると分類することができる。
【００１４】
上で指摘したとおり、皮膚コンダクタンス反応（ＳＣＲ）が存在しない期間は、リラクセーション期間を意味する。しかしながら、特に乾式電極を使用する装着可能センサでは、ＳＣＲが存在しないことが、電極と皮膚との間の汗が不足している結果であることもある。しかしながら、このような状態を、皮膚コンダクタンス・センサは精神生理的無反応状態とみなすことがある。この場合、たとえ汗腺管と電極との間に実質的な塩液接続がないとしても、安定した低いコンダクタンス信号が測定されうることが分かっている。したがって、皮膚コンダクタンスの単一の絶対値が、信頼性の高い測定を示す信頼性の高い指標であるわけでは必ずしもない。このことは特に、非実験室環境、例えばアクティビティ・トラッカ及びスマート・ウォッチなどの装着可能な消費者装置又はフィットネス装置の分野で真である。さらに、対象者間で、例えば異なる皮膚タイプ及び電極の異なる配置によって、絶対的な皮膚コンダクタンス・レベルが大幅に異なることがある。
【００１５】
特に冷温条件及び／又は乾燥条件では、皮膚コンダクタンス・センサによって精神生理的発汗を常に検出できるわけではない。このような条件下では、皮膚コンダクタンス反応が存在しない期間を、誤ってリラクセーション期間とみなすことが起こりうる。これは誤った結論である。識別された電気２重層に基づいて、対象者が精神生理的反応状態にあるのか又は無反応状態にあるのかを判定することによって、本開示は、真のリラクセーション期間と、条件が精神生理的発汗の検出を妨げる期間とを弁別する方法を提供する。このようにすると、電気的刺激に応答して、汗腺管と電極との間に汗液体接続が存在することを示す電気２重層の存在に関連した真のリラクセーション期間が測定された場合に、この測定を信頼できると検証することができる。さらに、汗腺管と電極との間に塩液接続がない場合に、この接続を確立するための手段を提案し、それらの手段の有効性を検証することができる。
【００１６】
電気２重層若しくはイオン２重層、又は本明細書で使用される単なる２重層を、物体の表面が流体、例えば汗にさらされたときにその物体の表面に現れる構造と見ることができる。２重層は、物体を取り囲む実質的に平行な２つの電荷層を指す。物体が負に帯電した金属からなる場合、第１の層、すなわち（正の）表面電荷は、電気的な引力によって物体に吸着したイオンを含む。第２の層は、クーロン力によって表面電荷に引き寄せられたイオンからなり、これらのイオンは、第１の層を電気的に遮蔽する。この第２の層は物体とゆるく結合している。第２の層は自由イオンを含み、それらの自由イオンは、しっかりと固定されているのではなく、電気引力及び熱運動の影響下で流体中を移動する。したがって、第２の層は「拡散層」と呼ばれる。
【００１７】
電圧ステップに応答した電解液の過渡電流の全体的な挙動に関するさらなる詳細については、Ｍａｒｅｓｃａｕｘらの「Ｉｍｐａｃｔ  ｏｆ  ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ｌａｙｅｒｓ  ｉｎ  ｓｔｒｏｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｔｒａｎｓｉｅｎｔ  ｃｕｒｒｅｎｔ」、Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｅ  ７９、０１１５０２、２００９に出ている。Ｍａｒｅｓｃａｕｘのこの論文は、電極の近くの空間電荷を減らすことによる電圧の変化に応答して電解液によって過渡状態が生じる根底にある過程を説明している。汗の中のイオンのゆっくりとした拡散を、電解液の過渡挙動とみなすことができる。これらのイオンは阻止層を形成する。この阻止層は、ある程度、ＰＮ接合に似ていると理解することができる。しかしながら、物理的な質量によっても、イオンの移動は起こり、その時間スケールは、例えば３００ミリ秒のはるかにゆっくりとしたものである。２重層静電容量及び阻止電圧を形成するイオンはさらに、電気的刺激に応答して取得されるインピーダンス信号に影響を及ぼす前記イオン２重層を示す有効な電圧降下又は電圧障壁につながることにも留意すべきである。したがって、過渡挙動及び／又は電圧障壁を評価して、電気２重層が存在するのか又はしないのかを判定することができる。
【００１８】
皮膚の容量性成分を望ましくない寄与とみなし、そのため最大量の整定時間が経過した後で測定を実行する米国特許出願公開第２０１４／０２７５８４５Ａ１号明細書とは対照的に、本発明の一態様に基づく解決策は、インピーダンス信号の過渡挙動が存在するのか又はしないのかを評価することにより、この効果を肯定的に利用することができる。正の電圧ステップが与えられた後で観察された電流応答も、Ｃｏｍｕｎｅｔｔｉらの「Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｈｕｍａｎ  ｓｋｉｎ  ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ  ａｔ  ａｃｕｐｕｎｃｔｕｒｅ  ｐｏｉｎｔｓ」、Ｅｘｐｅｒｉｅｎｔｉａ  ５１、３２８〜３３１、１９９５に記載されている。しかしながら、この先行技術では、過渡挙動に基づく精神生理的反応と無反応との間の弁別はされない。
【００１９】
文献によれば、無反応状態のベース・レートは５〜１０％である。いくつかの医学的又は気候的条件によって、手及び足が冷えることがありうる。例えば、レイノー病では、手指及び足指などの体のいくつかの領域が、冷温又はストレスに反応した痺れ及び冷えを感じる。このような条件によって、温熱性発汗が抑制されることがあり、精神的発汗も停止する。手首又は体の他の四肢に装着された皮膚コンダクタンス・センサにとって、これらの対象者は精神生理的無反応状態にあることになる。この場合にも、提案された解決策は、それらの対象者の精神生理的無反応状態がリラックスした状態と誤って分類されないという利点を提供することができる。
【００２０】
第１の電極と第２の電極との間のインピーダンスを示すインピーダンス信号を取得する感知ユニットは基本的に体のあらゆる位置に装着することができる。「Ｓｕｄｏｍｏｔｏｒ  ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ  ｆｒｏｍ  ｇｌａｂｒｏｕｓ  ａｎｄ  ｎｏｎ−ｇｌａｂｒｏｕｓ  ｓｋｉｎ  ｄｕｒｉｎｇ  ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  ａｎｄ  ｐａｉｎｆｕｌ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ  ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ  ｐａｓｓｉｖｅ  ｈｅａｔｉｎｇ」、Ａｃｔａ  Ｐｈｙｓｉｏｌ、２０４、５７１〜５８１、２０１２の中で発表されているとおり、Ｍａｃｈａｄｏ−Ｍｏｒｅｉｒａらは、精神的発汗は体表の至るところで起こりうることを見出した。有利には、対象者の精神生理的反応性を評定する提案された装置又は少なくとも感知ユニットは、従来の皮膚コンダクタンス・センサ又は測定装置と一緒に実施することができる。このような装置は、例えば腕時計、特にスマート・ウォッチ、別個のリストバンド、又はパッチ若しくはベルトなどの体センサの部分として、ユーザに容易に取り付けることができる。皮膚コンダクタンス測定を、ガルバニック皮膚コンダクタンス（ｇａｌｖａｎｉｃ  ｓｋｉｎ  ｃｏｎｄｕｔａｎｃｅ：ＧＳＲ）測定又は皮膚電気活動（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｒｍａｌ  ａｃｔｉｖｉｔｙ：ＥＤＡ）測定と呼ぶこともできる。
【００２１】
インピーダンス信号は例えば、電気的刺激として印加された電圧Ｕに応答して測定された電流Ｉを指す。このようにすると、インピーダンスは、抵抗Ｒ＝Ｕ／Ｉを指すことができる。対応するコンダクタンスＧは、逆数をとることによりＧ＝１／Ｒ＝Ｉ／Ｕとして求めることができる。したがって、この所与の例では、インピーダンス信号の過渡挙動が、時間の経過に伴って抵抗及び／又はコンダクタンスがどのように変化するのかを記述することができる。したがって、インピーダンス信号の過渡挙動は、時間の経過に伴ってインピーダンスがどのように変化するのかを指すことができる。インピーダンス信号はさらに、例えば精神生理的反応性の場合に容量性寄与を示す複素インピーダンスを示すことができる。
【００２２】
一実施形態では、精神生理的反応状態と精神生理的無反応状態とを弁別するように、分析ユニットを適合させることができ、電気２重層が存在しないことは、対象者が精神生理的無反応状態にあることを示しうる。電気２重層が存在しないことは、例えばインピーダンス信号中に過渡挙動が存在しないことによって示される。これに対応して、精神生理的反応状態と精神生理的無反応状態とを弁別するように、分析ユニットを適合させることができ、電気２重層が存在することは、対象者が精神生理的反応状態にあることを示しうる。電気２重層が存在することは、例えばインピーダンス信号中に過渡挙動が存在することによって示される。したがって、このような過渡挙動及び／又は電圧障壁が存在すること又は存在しないことは、対象者が反応状態にあること又は無反応状態にあることを示しうる。このことは、対象者が精神生理的反応状態にあるのか又は無反応状態にあるのかを効率的に分析及び判定することを可能にする。
【００２３】
一実施形態では、電気的刺激に応答して取得されたインピーダンス信号に基づいて、前記電気２重層を示す電圧障壁を評価することによって、電気２重層を識別するように、分析ユニットを構成することができる。上で指摘したとおり、汗の中のイオンは阻止層を形成しうる。この阻止層は、半導体のＰＮ接合に似ていると理解することができる。例えば、異なる印加電流又は電圧に応答して測定された異なるインピーダンスを評価して、電圧障壁が存在するのか又はしないのかを判定することができる。例えば、阻止電圧に打ち勝つために印加する必要があるしきい電圧を決定することができる。
【００２４】
一実施形態では、インピーダンス信号の過渡挙動に基づいて電気２重層を識別するように、分析ユニットを構成することができる。知られているアルゴリズムを含む、過渡挙動の存在を検出するのに適した任意のアルゴリズムを使用することができる。電圧が変化した後の過渡挙動の存在を検出する例示的なアルゴリズムは、皮膚コンダクタンスの１次導関数（ｆｉｒｓｔ  ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）を使用することができる。過渡状態が存在しない場合には、１次導関数の値が、所定のしきい値を超えない安定した潜在的に小さな値である。過渡挙動が存在する場合には、１次導関数が例えば、低下又は増大する電圧ステップのすぐ後に所定のしきい値を超える大きな正又は負の値をとり、徐々に、特に数秒かけてより低い値になることが予想される。イオン２重層ができるまでの時間スケールは、５０〜５００ミリ秒程度、特に３００ミリ秒程度である。
【００２５】
改良実施形態では、１ミリ秒から５秒、好ましくは１０ミリ秒から２秒の間、好ましくは２０ミリ秒から５００ミリ秒の間の時間スケールの過渡挙動に基づいて、対象者が精神生理的反応状態にあると判定するように、分析ユニットを適合させることができる。この実施形態の利点は、信号ドリフト又は真の（ゆっくりとした）精神生理的皮膚コンダクタンス反応（ＳＣＲ）のようなゆっくりとした変化も、又は例えば電極の位置変更又は刺激ユニットのスイッチングによるグリッチ若しくはピークなどのアーチファクトに原因を求めることができる急速な変化も考慮されないことである。上で指摘したとおり、２重層を構築するのにかかる典型的な時間は一般に３００ミリ秒である。時間スケールの過渡挙動を半減期と呼ぶことができる。このタイミングは、皮膚と電極との間の水分層の厚さに強く依存することがあることを理解すべきである。この厚さは可変であり、運動によっても変動しうる。通常、３００ミリ秒の期間は、過渡状態の存在を確立するのに十分である。
【００２６】
一実施形態では、刺激ユニットが、第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加する電圧源、並びに／又は第１及び第２の電極に電流を流す電流源を備えることができる。したがって、電圧又は電流刺激を与えることができる。
【００２７】
他の改良実施形態では、第１の電圧から第２の電圧までの階段関数（ｓｔｅｐ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）又はこれに対応して第１の電流から第２の電流までの階段関数を含む電気的刺激を与えるように、刺激ユニットを適合させることができる。したがって、第１のレベルから第２のレベルへ急速に遷移する刺激を有利に与えることができる。前記電気的刺激に応答して、感知ユニットは、第１の電極と第２の電極との間のインピーダンスを示すインピーダンス信号を取得する。このようにすると、取得されたインピーダンス信号を、対象者の皮膚のステップ反応とみなすことができる。インピーダンス信号中に過渡挙動が実質的に存在しない精神生理的無反応状態の場合には、取得されたインピーダンス信号が階段状の挙動を示しうる。しかしながら、対象者が精神生理的反応状態にある場合には、インピーダンス信号が階段状の挙動を示さず、安定した値に落ちつくためにある時間を要する可能性がある。上で説明したとおり、この時間スケールは主に、皮膚の汗の中でのイオンのイオン移動過程によって占められる。
【００２８】
一実施形態では、電圧及び／又は電流プロファイルを与えるように、刺激ユニットを適合させることができる。したがって、より一般的に言うと、予め定められた範囲の異なる電圧を対象者の皮膚に印加することができる。例えば、２つの皮膚電極を横切る電圧を階段状に変化させ、前記電圧プロファイルに応答して取得されたインピーダンス信号を評価することができる。電圧及び／又は電流プロファイルは、電気２重層を示す電圧障壁を判定する際に有利である。したがって、異なる電圧に対応する過渡状態を調べることも可能である。その代わりに又はそれに加えて、印加電圧を単純に逆にすること又は転換することもできる。このような転換（ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ）の利点は、スイッチによる費用効果が高い実施である。この着想は、必要に応じて変更を加えて、電流プロファイルを与えることにも当てはまる。
【００２９】
改良実施形態では、ＡＣ電気励振を与えるように、刺激ユニットを適合させることができる。言い換えると、交流電気励振、例えば交流電流又は電圧を与える。例えば、第１及び第２の電極を介して対象者の皮膚に正弦波電圧又はシヌソイド電圧を与える。この場合、前記交流電気刺激に応答した、第１の電極と第２の電極との間のインピーダンスを示すインピーダンス信号を、測定される電流とすることができる。この場合、印加されたＡＣ電圧と取得されたＡＣ電流の間の位相差を過渡挙動として評価することができる。したがって、ＡＣ電気励振と測定電流との間の位相差を評価することができる。特に、過渡挙動の整定速度（ｓｅｔｔｌｉｎｇ  ｓｐｅｅｄ）又は整定時間に近い頻度で、例えば３００ミリ秒の整定時間に対しては３Ｈｚで移相を評価することができる。この実施形態の利点は、電気的刺激を与え且つ／又はインピーダンス信号を取得する電気構成部品の高周波（ＨＦ）要件が緩和されることである。したがって、第１の電圧から第２の電圧への非常に急速な遷移を提供する代わりに、より低いエッジ峻度又はより低いスルー・レートの交流電圧を供給するので十分であろう。
【００３０】
一実施形態では、第１の電極と第２の電極との間の時間変動する電流及び／又は電圧を取得するように、感知ユニットを適合させることができる。例示的な感知ユニットは、一方の電極から延びるリードに直列に接続され、それによって分圧器を形成する直列抵抗器を備える。全印加電圧と基準抵抗器の前後の電圧との比から、又は、代替実施形態では、全印加電圧と電極に現れる電圧の比から、皮膚コンダクタンスを決定することができる。この構成を有利に使用して、電気２重層によって形成される電圧障壁を判定することもできる。電圧障壁は、検出することができる電圧オフセットとみなすことができる。皮膚インピーダンス、電圧障壁及び基準抵抗は直列に接続されていると考えることができる。皮膚インピーダンス及び電圧障壁を決定するため、第１のステップで、電極間に第１の電圧を印加し、基準抵抗器の前後の第１の電圧を検出することができる。第２のステップで、電極間に第２の電圧を印加し、基準抵抗器の前後の第２の電圧を検出することができる。これに基づいて、電圧障壁及び基準抵抗のための方程式系を容易に確立し、解くことができる。
【００３１】
一実施形態では、この装置が、精神生理的反応状態又は無反応状態を示す情報を対象者に提供する出力ユニットであり、特に、精神生理的無反応状態をどのように解決するのかについてのアドバイスを提供する出力ユニットをさらに備える。この実施形態の利点は、精神生理的状態、例えばリラックスした状態を装置が正確に判定することができるかどうかを、対象者が知ることができることである。さらに、この条件をどのように解決するのかを対象者に教えることができ、したがって、この条件をどのように軽減するのかについてのアドバイスを与えることができる。例えば、電極の下の領域を水道水で濡らすこと、又は人工の汗を塗布することによって液体媒質を形成することができ、この液体媒質中で、過渡挙動及び精神生理的反応性が再び現れることが予想される。代替の解決策は、周囲温度を高めること、又は腕立て伏せ２５回などの強い運動を短時間実行することである。電気的刺激を再び与え、前記電気的刺激に応答して取得されたインピーダンス信号を評価することにより精神生理的反応性の評定を繰り返すことを使用して、このような手段の有効性を検証することができる。この有効性も対象者に知らせることができることが理解される。
【００３２】
本発明のこれらの態様及びその他の態様は、以下に記載された実施形態から明白であり、以下に記載された実施形態を参照することによって解明される。図面は以下のとおりである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、対象者の精神生理的反応性を評定するシステムの一実施形態の略図である。
【図２】図２は、スマート・ウォッチなどの装着可能装置の形態の例示的な実施態様を示す図である。
【図３】図３は、汗腺を含む皮膚組織の簡略化された等価電気回路を示す図である。
【図４】図４は、対象者の精神生理的反応性を評定する方法の例示的な流れ図である。
【図５】図５Ａ乃至図５Ｄは、与えられた電気的刺激及びそれに応答して取得されたインピーダンス信号の例示的なグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１は、対象者の精神生理的反応性を評定するシステム１の第１の実施形態の略図を示す。システム１は、対象者の精神生理的反応性を評定する装置１０と、対象者の皮膚１００に接触させる第１の電極２１及び第２の電極２２とを備える。
【００３５】
装置１０は、第１の電極２１及び第２の電極２２を介して対象者の皮膚１００に電気的刺激を与える刺激ユニット１１を備える。所与の例では、刺激ユニットが、２つの電極２１、２２間に電圧を印加する電圧源を備える。刺激ユニットは、電極リード又はケーブル２３、２４を介して第１の電極２１及び第２の電極２２に接続されている。特に、刺激ユニット１１は、図５Ａから図５Ｄに例示的に示された異なる電圧レベル間の１つ又は複数の階段関数を含む電圧プロファイルを与えるように適合されている。
【００３６】
装置１０はさらに、第１の電極２１と第２の電極２２との間のインピーダンスを示すインピーダンス信号を取得する感知ユニット１２を備える。感知ユニット１２は、当技術分野で知られている従来の皮膚コンダクタンス・センサとすることができる。感知ユニットは、第１の電極２１及び第２の電極２２に別個に接続することができる。しかしながら、有利には、刺激ユニット１１及び感知ユニット１２の両方に対して、電極リード２３、２４を介した第１及び第２の電極２１、２２への同じ電気接続が使用される。有利な実施形態では、感知ユニット１２が、刺激ユニットから電極２２への電気経路上に直列抵抗器を備える。したがって、この直列抵抗器は、対象者の皮膚１００のインピーダンスとともに分圧器を形成する。このようにすると、直列抵抗器の前後の電圧降下又は直列抵抗器を流れる電流を、刺激ユニット１１によって与えられた電気的刺激に応答した、対象者の皮膚１００のインピーダンスを示すインピーダンス信号とみなすことができる。したがって、感知ユニット１２は、皮膚１００のコンダクタンス又はインピーダンスを直接に測定する必要はなく、感知ユニット１２は、第１の電極２１と第２の電極２２の間のインピーダンスを示すインピーダンス信号を決定し、この信号から、第１の電極と第２の電極との間のインピーダンスを、知られている原理を使用して導き出すことができる。
【００３７】
一実施形態では、刺激ユニット１１と感知ユニット１２を、一体の源−計器ユニット１４として実施することができる。有利には、刺激ユニット１１は、ディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）を備えることができる。このようなＤＡＣは、ＳＴ  ＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓによるＳＴＭ３２シリーズなどの標準的なマイクロコントローラ（ＭＣＵ）に組み込むことさえできる。これに対応して、感知ユニット１２は、アナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）を備えることができ、このＡＤＣもやはり、標準的なマイクロコントローラに組み込むことができる。有利には、分析ユニット１３を含む装置１０を、マイクロコントローラを使用して低コストで実施することができる。しかしながら、この装置は、分散型システムとしても実施される。例えば、感知によって取得されたデータは、対応するアプリケーションを実行しているスマートフォンなどの遠隔処理ユニットによって獲得される（すなわち受け取られ、又は取り出される）。
【００３８】
感知ユニット１２は、インピーダンス信号１５を分析ユニット１３に入力として供給する。分析ユニット１３は、刺激ユニット１１によって与えられた電気的刺激に応答して取得されたインピーダンス信号に基づいて電気２重層を識別し、識別された電気２重層に基づいて、対象者が精神生理的反応状態にあるのか又は無反応状態にあるのかを判定するように適合されている。特に、対象者が精神生理的反応状態にあるのか又は無反応性状態にあるのかを、刺激ユニット１１によって与えられた電気的刺激に応答した前記インピーダンス信号１５の過渡挙動に基づいて判定するように、分析ユニット１３を適合させることができる。この文脈では、電気的刺激の付与を制御する制御信号１６を刺激ユニット１１に供給するように、分析ユニット１３を適合させることができる。代替実施形態では、与えられた電気的刺激と取得されたインピーダンス信号との間の時間的関係を分析ユニット１３が決定することができるように、刺激ユニット１１が、与えられた電気的刺激に関する情報を分析ユニット１３に提供する。
【００３９】
図２は、対象者の精神生理的反応性を評定するシステム１の例示的な実施態様を示す。この装置は例えば、スマート・ウォッチ４０、皮膚コンダクタンス・センサ・リストバンド又はアクティビティ・トラッカなどの形態で実施することができる。この装置は例えば、Ｐｈｉｌｉｐｓ  ｄｉｓｃｒｅｅｔ  ｔｅｎｓｉｏｎ  ｉｎｄｉｃａｔｏｒ（ＤＴＩ−４）皮膚コンダクタンス・センサ・リストバンド内に実施される。装置４０は、本体４１及びリストバンド４２を備える。示された実施形態では、ひとまとめに参照符号２０によって示された第１の電極２１及び第２の電極２２が、対象者によって装着されたときに対象者の皮膚に面するハウジング４１の底面に配置されている。しかしながら、代替実施形態では、一方又は両方の電極がリストバンド４２上に実施される。
【００４０】
再び図１を参照すると、対象者１００の皮膚は、皮膚１００の上部として表皮１０２を含み、皮膚１００の下部として真皮１０３を含む。図１に示された皮膚１００の一番上の層は、角質層１０１である。対象者が精神生理的反応状態にある場合のために、皮膚インピーダンスを測定するための皮膚１００内の導電性経路２５が矢印によって例示的に示されている。単純にするため、第１及び第２の電極２１、２２の下の皮膚部分は、経路２５を含めその全体が、汗を含む電解液としての液体媒質で満たされていると考えることができる。汗の中では、第１の電極２１と第２の電極２２の間に電圧が印加されたときにイオンの拡散が起こる。この空間を間隙空間（ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ  ｓｐａｃｅ）１０３と呼ぶことができる。汗の中では、第１の電極２１及び第２の電極２２を横切って電圧ステップ又は複数の電圧ステップなどの電気的刺激が与えられたときに、イオンの拡散が起こる。この文脈では、感知ユニット１２によって取得されたインピーダンス信号１５中に過渡状態が存在することが、導電性経路２５上に塩液、すなわち汗が存在することを表す。過渡状態は、汗の中のイオンが（ゆっくりと）拡散することによって引き起こされ、この拡散は、電極の近くの空間電荷を減らすことによる印加電圧プロファイルなどの電気的刺激の変化に対応する。空間電荷の領域が参照符号１０４によって示されている。空間電荷の領域は、電気２重層が形成される領域を示す。電気２重層は、電圧障壁又は阻止電圧を提供し、これらは、刺激ユニット１１によって与えられた電気的刺激に応答して取得されたインピーダンス信号に基づいて識別することができる。図１の下部に示されているように、汗腺１０６は、導電性液体としての汗で満たされているときに、真皮１０３のより下の層に向かう導電性経路を提供する。
【００４１】
他方、対象者が精神生理的無反応状態にある場合、このような「汗経路」は利用できない。このケースで、汗が実質的に存在しない場合、導電性経路は主に角質層１０１を通る。したがって、第１及び第２の電極２１、２２を介して電気的刺激が与えられた場合にイオン拡散は起こらない。したがって、その反応は、直接の変化と見ることができ、所与の値に徐々に安定するゆっくりとした変化ではない。したがって、過渡挙動、特に２重層静電容量に起因する過渡挙動を評価することができる。さらに、汗が実質的に存在しない場合、イオン２重層とも呼ばれる電気２重層の電圧障壁は形成されない。したがって、このような電圧障壁が存在するのか又はしないのかを評価することができる。
【００４２】
図３は、皮膚組織及び汗腺の簡略化された等価電気回路を示す。この等価回路は、端子としての第１の電極２１及び第２の電極２２が見るものを表す。抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ１の第１の直列接続と並列であり、任意選択で抵抗器Ｒ２と第２のコンデンサＣ２の第２の直列接続と並列である抵抗器Ｒ０を含むＲＣ回路によって、皮膚がモデル化されている。この電気網は、Ｃｏｍｕｎｅｔｔｉらの「Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｈｕｍａｎ  ｓｋｉｎ  ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ  ａｔ  ａｃｕｐｕｎｃｔｕｒｅ  ｐｏｉｎｔｓ」、Ｅｘｐｅｒｉｅｎｔｉａ  ５１、３２８〜３３１、１９９５によっても既に提案されており、この文献では、このような電気網が、電圧ステップの後に人間の皮膚と同じ特性を示すことが示されている。示された等価回路は、汗腺系の中の汗のイオン拡散に起因する静電容量が存在する精神生理的反応状態に対象者がある場合の良好な近似である。しかしながら、対象者が精神生理的無反応状態にある場合には、直列抵抗器だけによって、したがってＲ２及びＣ２と並列のＲ１及びＣ１による容量性成分なしで挙動をモデル化することができることが分かっている。完全にするために、図３には、角質層の抵抗を記述する抵抗器Ｒ３が示されている。角質層は、例えばＧΩ範囲の大きな抵抗を提供しうる。容量性成分が任意の電気回路に存在すると仮定することができるが、角質層の静電容量は、汗腺系からの容量性寄与よりも数桁小さく、したがってスイッチング挙動に対する影響は無視できることを理解すべきである。その場合、挙動は、角質層に起因する抵抗性成分によって支配される。たとえ先行技術が既に、皮膚が印加電圧ステップに応答した容量性成分を示すことを開示しているとしても、インピーダンス信号の過渡挙動又は電気２重層を示す電圧障壁に基づいて対象者が精神生理的反応状態にあるのか又は無反応状態にあるのかを判定する分析は実行されないことは再び強調されるべきである。
【００４３】
さらに、電気２重層は電圧障壁を提供し、この電圧障壁は、図３に示された簡略化された並列回路と直列に接続された電圧源としてモデル化することができる。電圧障壁の前後の電圧降下は、例えば刺激ユニットによって第１及び第２の電圧を電気的刺激として印加し、それに応答したインピーダンス信号を評価することにより容易に識別することができる。例えば、基準抵抗器の前後の電圧降下を評価する感知ユニットを上で説明したとおりに使用することができる。
【００４４】
図４は、対象者の精神生理的反応性を評定する方法の例示的な流れ図を示す。第１のステップＳ４１で、第１及び第２の電極を介して対象者の皮膚に電気的刺激を与える。第２のステップＳ４２で、前記電気的刺激に応答して、第１の電極と第２の電極との間のインピーダンスを示すインピーダンス信号を取得する。第３のステップＳ４３で、電気的刺激に応答して取得されたインピーダンス信号に基づいて電気２重層を識別し、識別された電気２重層に基づいて、対象者が精神生理的反応状態にあるのか又は無反応状態にあるのかを判定する。
【００４５】
対応するコンピュータ・プログラムに関して、コンピュータの処理ユニットは、第１及び第２の電極２１、２２を介して電気的刺激を能動的には与えないことが理解される。それにもかかわらず、第１及び第２の電極によって対象者の皮膚に与えられた電気的刺激に応答して、第１の電極と第２の電極との間のインピーダンスを示すインピーダンス信号を獲得する（すなわち受け取り又は取り出す）ステップを実行するように、プログラム・コード手段を含むコンピュータ・プログラムを適合させることができる。したがって、インピーダンス・データ信号若しくはインピーダンス・データの形態のインピーダンス信号を、処理ユニットによって受け取ることができ、又は例えば前記データを記憶するためのデータ・ベースから能動的に取り出すことができる。このデータは、第１及び第２の電極によって対象者の皮膚に与えられた電気的刺激に応答して取得された第１の電極と第２の電極との間のインピーダンスを示しうる。このデータに基づいて、コンピュータは、前記コンピュータ・プログラムがコンピュータ上で実行されたときに、電気的刺激に応答して取得されたインピーダンス信号に基づいて電気２重層を識別するステップと、識別された電気２重層信号に基づいて、対象者が精神生理的反応状態であるのか又は無反応状態であるのかを判定するステップとを実行することができる。
【００４６】
図５Ａから図５Ｄは、与えられた電気的刺激及び取得されたインピーダンス信号の例示的なグラフを示す。これらの電気的刺激を与え、対応するインピーダンス信号を取得する装置は、図２に例示的に示された装着可能装置とすることができる。皮膚コンダクタンス測定を実行するため、例えば１．０４８Ｖの一定の測定電圧を使用することができる。しかしながら、対象者の精神生理的反応性を評定するときに、第１及び第２の電極２１、２２を介して電圧プロファイルを与えるように、電子工学的設計を適合させることができ、電圧を変化させること、例えば参照符号５１によって示された曲線によって示されているように階段状に引き下げることができる。
【００４７】
図５Ａから図５Ｄでは、水平軸が、秒で表された時間を示す。破線で描かれた曲線５１は、刺激ユニットにより第１及び第２の電極を介して対象者の皮膚１００に与えられた電気的刺激を示す。実線５２は、皮膚コンダクタンス値を、前記電気的刺激５１に応答した、第１の電極と第２の電極との間のインピーダンスを示すインピーダンス信号として示す。左側の垂直軸は、曲線５２に対応する任意の単位の皮膚コンダクタンス値（ＳＣ）を示す。右側の垂直軸は、曲線５１に対応する電圧Ｕを示す電圧指標を、基準電圧に対する百分率としてパーセント［Ｖｒｅｆの％］で示す。
【００４８】
皮膚コンダクタンスを測定する従来の装置と比較して、この装置は、皮膚コンダクタンス測定用の基準電圧モジュールの代わりに、ディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）などのプログラム可能な電圧モジュールを使用することによって単純に適合させることができる。示された実施形態では、インピーダンスの特殊なケースとしての皮膚コンダクタンスが、１０段のシーケンスで電圧が約１Ｖから０．１Ｖまで引き下げられるときに約１６０Ｈｚのサンプリング・レートで測定される。図５Ａから図５Ｄには、４人の対象者に対するこのような測定の結果が示されている。インピーダンス信号は例えば、１００Ｈｚ以上のサンプリング・レート、好ましくは１６０Ｈｚのサンプリング・レートで測定することができる。図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、一方で、人１及び人２に対する皮膚コンダクタンス・トレースは、参照符号５３によって示されているように、電圧変化に対するほぼ即時の階段状反応を示す。したがって過渡挙動は実質的に存在しない。これらの人は精神生理的無反応状態にあった。この分析では、異なる電圧レベルに切り替わるときに生じるアーチファクトが無視される。他方で、人３及び人４に対する皮膚コンダクタンス・トレースは、取得された皮膚コンダクタンス値が安定するのに最大１０秒かかる。これらの人は精神生理的反応状態にあった。参照符号５３によって示された階段状反応とは対照的に、人３及び人４の皮膚コンダクタンスは、参照符号５４によって示されているような過渡挙動を示す。
【００４９】
電圧が変化した後の過渡挙動の存在を検出するのに適した例示的なアルゴリズムは、インピーダンス信号５２の１次導関数を有利に使用する。図５Ａ及び図５Ｂに示された過渡挙動が存在しない場合には、１次導関数の値が小さく安定している。しかしながら、図５Ｃ及び図５Ｄに示された過渡挙動が存在する場合には対照的に、１次導関数が、対応する電圧ステップ、この例では低下する電圧ステップのすぐ後に大きな正又は負の値をとり、徐々に、数秒かけて低い値になることが予想されうる。
【００５０】
電気２重層を識別するために過渡挙動を評価することに加えて、又は電気２重層を識別するために過渡挙動を評価する代わりに、電気的刺激に応答して取得された皮膚によるインピーダンス信号に基づいて、前記電気２重層を示す電圧障壁を評価することも可能である。
【００５１】
第１の電極と第２の電極との間の皮膚コンダクタンスを示すインピーダンス信号の取得には、参照によってその内容が本明細書に組み込まれている国際公開第２０１６／０５０５５１Ａ１号パンフレットに詳細に記載された回路を使用することができる。図５Ａから図５Ｄを参照して説明した実施形態では、刺激ユニットが、破線で描かれた曲線５１によって示されているような電圧が変化する電圧プロファイルを与えるため、異なる電圧レベルを考慮するために、補正されたＧ皮膚＝測定されたＧ皮膚×Ｖｒｅｆ／Ｖｓｔｉｍｕｌｕｓによる補正を適用することができる。無反応状態については、この補正が、図５Ａ及び図５Ｂに見られる皮膚コンダクタンスの増大につながる。反応状態については、この補正が、図５Ｃ及び図５Ｄに見られる皮膚コンダクタンスの低下につながる。したがって、決定された（補正された）ものの絶対値の変化を評価して、電気２重層を識別することができる。この実施形態の利点は、低速測定を実行することができることである。したがって、より低速の、潜在的により安価な構成要素を使用することができる。さらに、低速のサンプリング・レートで十分な場合には電力消費を低減させることができる。このことは特に装着可能装置で有利である。
【００５２】
任意選択で、電圧ステップ又は電圧スイッチの前と後の、例えばインピーダンス信号が１６０Ｈｚのサンプリング・レートで測定される場合には最後の４個から１６０個、好ましくは最後の１０個のデータ点の平均間で、このような補正された皮膚コンダクタンスの比較を実施することができる。差を見つけることができない場合には、電圧ステップを２倍にし、測定を繰り返すことができる。例えば、感知ユニットのＡＤＣ（１０ビット．．．１６ビット）の感度は変動しうる。したがって、効果が測定されない場合には、検出可能な効果を生み出すために、刺激ユニットによって提供される電圧ステップを２倍にすることができる。
【００５３】
一実施形態では、任意選択で、この分析を絶対測定と組み合わせることもでき、その際、分析ユニットは、皮膚コンダクタンス・レベルが所定のしきい値よりも低いかどうか、例えば１マイクロ・シーメンスよりも低いかどうかを評価するように構成され、皮膚コンダクタンス・レベルが所定のしきい値よりも低くない場合、対象者は、精神生理的反応状態にあるとみなされる。
【００５４】
装着可能な皮膚コンダクタンス・センサでは、皮膚コンダクタンス反応が存在しない期間がリラクセーション期間を意味するのかどうかを判定することが特に重要である。例えば、対象者の精神生理的反応性を評定する目的に使用される電圧ステップ又は一般的に言うと電気的刺激は、このような皮膚コンダクタンス反応（ＳＣＲ）が存在しない期間の間、例えば１０秒又は７秒の所定の間隔で与えることができる。したがって、対象者の精神生理的状態を評定する本明細書に提案された方法を、皮膚コンダクタンス反応が存在しない所定の期間の後に実行するように、皮膚コンダクタンス測定用の装置を適合させることができる。このようにすると、対象者が実際にリラクセーション期間にあるのかどうかを検証すること、又は対象者が精神生理的無反応状態にあるのかどうかを判定することができる。典型的な皮膚コンダクタンス測定は、開始から終了まで約７秒かかる。そのため、間隔をこれよりもわずかに短くすることにより、反応を見逃さないことを保証することができる。
【００５５】
図５Ａから図５Ｃに示された電圧プロファイルを与えることは必須ではないことに留意すべきである。単一の電圧ステップ、例えば２０乃至５０％の低下する１回の電圧ステップでも十分なことがある。過渡挙動を評価するため、印加電圧を例えば１０ミリ秒未満、好ましくは５ミリ秒未満に短縮することができる。このようなステップの後、皮膚コンダクタンス測定用の標準的な測定電圧を再確立することができる。電圧プロファイルの他の例は、印加電圧を逆にすること又は転換することを含む。この実施形態の利点は、例えば印加電圧を転換するスイッチによる費用効果が高い実施にある。
【００５６】
図１を再び参照すると、任意選択のインタフェース又は出力ユニット３０を提供することができる。例えば、このインタフェースを、対象者が精神生理的反応状態にあるのか又は無反応状態にあるのかを示すデータを提供するデータ・インタフェースとすることができる。このような情報を、マンマシンインタフェース（ＨＭＩ）上で、例えばスマートフォンの画面上でユーザに提供することもできる。無反応状態が検出された場合にはさらに、この状態をどのように軽減するのかについてのアドバイスを与えることができる。例えば、単純に電極の下の領域を水道水で濡らすことによって液体媒質が形成され、この液体媒質中で、過渡挙動及び精神生理的反応性が再び現れることが予想される。対象者の精神生理的反応性を評定する方法の実行を再び使用して、これらの手段の有効性を検証することができることに留意すべきである。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
結論として、対象者の精神生理的反応性を評定する有利な手法であって、対象者が精神生理的反応状態にあるのか又は無反応状態にあるのかを判定することを可能にする手法が提供された。この提案された解決策を、限られたコスト及び労力で皮膚コンダクタンス測定装置に追加することができる。電極の配置、一般に電極と対象者の皮膚との接触を検証する分野に、対象者の精神生理的反応性を評定する装置を有利に適用することもできることを理解すべきである。例示的な用途は、心電図（ＥＣＧ）、筋電図（ＥＭＧ）又は脳電図（ＥＥＧ）用途を含む。したがって、良好な電極皮膚接触を保証するために湿式電極を使用し、又は電極の下に電極ゲルを塗布するかなり複雑な手順を単純にすることができる。したがって、精神生理的反応状態は、良好な電極皮膚接触、特に対象者の皮膚による容量性寄与を含む電極−皮膚接触と等価でありうる。したがって、対象者の皮膚との適切な接触を検証することができる。ＥＥＧ及びＥＥＧなどの受動的方法では、対象者の皮膚に電気的刺激を与える追加の刺激ユニットが必要となる。しかしながら、実際の測定を準備するときに刺激ユニットを一時的に使用するだけで十分であることを理解すべきである。
【００５８】
図面及び上記の説明において本発明を図示し、詳細に説明してきたが、そのような図示及び説明は例示又は例証のためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、開示された実施形態だけに限定されない。当業者は、本発明を実施する際に、図面、本開示及び従属請求項を検討することによって、開示された実施形態に対する他の変形形態を理解し、実施することができる。
【００５９】
特許請求項中では、語「備える／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が、他の要素又はステップを排除せず、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」が複数を排除しない。請求項に記載されたいくつかのアイテムの機能を、単一の要素又は他のユニットが履行することがある。単に、あるいくつかの手段が互いに異なる従属請求項に記載されているからといって、そのことが、それらの手段の組合せを有利に使用することができないことを示しているわけではない。
【００６０】
コンピュータ・プログラムは、他のハードウェアとともに供給され又は他のハードウェアの一部として供給された光学記憶媒体又は固体媒体などの適当な媒体上に記憶する／分散させることができるが、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムなどを介して別の形態で分散させることもできる。
【００６１】
請求項中の参照符号が本発明の範囲を限定すると解釈すべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【国際調査報告】
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